Architecture RAID : laquelle choisir ?

Quel niveau de RAID choisir lorsque l’on met en place des serveurs à base d’architecture RAID dans son entreprise ?

Ce choix d’architecture (RAID0, RAID1, RAID2, RAID5…) dépend essentiellement de ce que l’on veut favoriser : plus grande tolérance aux pannes, augmentation de la sécurité ou accroissement des performances.

Bien entendu il sera toujours possible de mixer plusieurs types d’architecture pour combiner les avantages inhérents à chacune d’elle (RAID 0+1 ou RAID 1+0 ou encore RAID 0+5, par exemple). Mais tout ceci a un coup, puisqu’il faudra déployer pas moins de quatre (RAID 01 ou RAID10)  voire six (RAID05 ou RAID50) unités de stockage pour mettre en oeuvre ces niveaux de RAID combinés.

Rappelons donc brièvement les caractéristiques de chaque type principal d’architecture.
Je ne mentionnerai ici que les types les plus répandus et les plus intéressants, à savoir RAID0, RAID1 et RAID5.
En effet le RAID2 est obsolète; les RAID 3 et 4 utilisent un disque de parité, ce qui a pour inconvénient de créer de véritables goulots d’étranglement ; le RAID 6 revient très cher et le RAID 7 très très cher,  sans compter qu’il est extrêmement complexe à mettre en place.

Le RAID 0 :  la performance

Ce premier niveau, le RAID 0, est appelé striping ou entrelacement. Il consiste à empiler des disques durs de façon à ce qu’il n’en fasse qu’un . Avec deux disques durs de 120 Go, on obtient un disque « virtuel » de 240 Go.
Ce niveau privilégie les performances : quand vous enregistrez un fichier, il est découpé en plusieurs morceaux qui sont ensuite écrits sur chaque disque en parallèle. Comme chaque disque est mis à contribution, les taux de transfert sont en théorie deux fois plus élevés.

Soit, pour un fichier constitué de plusieurs blocs : bloc 1 + bloc 2 + bloc 3 + bloc 4 ….

• Aucun niveau de RAID

Disque 1
Bloc 1
Bloc 2
Bloc 3…

• RAID 0

Disque 1 Disque 2
Bloc 1         Bloc 2
Bloc 3         Bloc 4
Bloc 5         Bloc 6

Ce type de RAID est adapté pour des applications qui requièrent le traitement rapide de grandes quantités d’informations. Les disques se partageant le travail, les traitements se trouvent accélérés.

Mais cette architecture n’assure pas du tout la sécurité des données. Si un disque tombe en panne, la totalité des données est perdue. Bien entendu il est toujours possible de rajouter un troisième disque pour des sauvegardes régulières.

Le RAID 1: la sécurité

Le RAID 1 est dit « en miroir ». Pour ce niveau, il faut deux disques durs de même capacité (ou un nombre pair de disques). Ce qui est écrit sur un disque, est copié à l’identique sur le second, d’où le terme de miroir. Si un disque tombe en panne, le second, qui est sa copie exacte, permet de restituer les données en intégralité.

C’est donc un niveau fondé sur un souci de sécurité. Mais au détriment de la performance, puisqu’il il faut enregistrer deux fois le fichier, une fois sur chaque disque.

Si on reprend les blocs de notre fichier, on obtient en RAID 1  :

Disque 1 Disque 2
Bloc 1         Bloc 1
Bloc 2         Bloc 2
Bloc 3…     Bloc 3…

RAID 5 : sécurité et disponibilité

Il est assez proche du RAID 0. Sauf qu’il comporte en plus un système de contrôle d’erreur appelé contrôle de parité.
Ainsi les blocs du fichier sont toujours écris simultanément sur les disques, mais en plus sur un autre disque est inscrit le bloc de parité correspondant aux blocs de fichiers inscrits.

En cas de panne d’un disque dur, si une des sections du fichier est manquante, la parité permet de recréer cette section perdue à partir du bloc restant . Si jamais c’est le disque où est situé ce calcul qui tombe en panne, ce n’est pas grave puisque les données sont toujours disponibles. Le RAID 5 supporte la panne d’un disque et offre des performances proches du RAID 0. Dans le cas d’un système avec trois disques (minimum requis en RAID5) , seul 2/3 de la capacité totale des disques est exploitable, le dernier tiers ne servant qu’à inscrire la parité.

Disque 1 Disque 2 Disque 3
Bloc 1                             Bloc 2                         Parité (blocs 1-2)
Parité (blocs 3-4)         Bloc 3                         Bloc 4
Bloc 5                             Parité (blocs 5-6)     Bloc 6

Notons enfin que l’on peut aussi ajouter un disque en « spare »  (disque de rechange).
On obtient ainsi un système avec 4 disques en RAID 5, les 3 premiers sont dans le RAID et le 4ème est dédié à une utilisation en spare, en cas de nécessité

Ce système allie sécurité (grâce à la parité) et bonne disponibilité (grâce à la répartition de la parité), même en cas de défaillance d’un des périphériques de stockage.

Un exemple de  niveau de RAID combiné : RAID 0 +1

Ce niveau combine à la fois les avantages du niveau 0 pour les performances, et du niveau 1 pour la sécurité des fichiers. Deux disques utilisent le niveau 0 pour se compléter et offrir le maximum de performances, tandis que deux autres disques en niveau 1 sont en miroir et sécurisent les deux premiers. C’est en somme le système idéal !

Mais il réclame quatre disques durs et de plus, seule la moitié de la capacité des quatre disques est utilisable, le reste sert à la copie des données : quatre disques de 120 Go ne donnent au final que 240 Go d’utilisables. Comme pour le RAID 1, si un disque tombe en panne, tout continue de fonctionner normalement.

On obtient ainsi une répartition des blocs de notre fichier comme suit :

Disque 1 Disque 2 Disque 3 Disque 4
Bloc 1         Bloc 2         Bloc 1         Bloc 2
Bloc 3         Bloc 4         Bloc 3         Bloc 4
Bloc 5         Bloc 6         Bloc 5         Bloc 6

Voilà. Pour plus de détails et d’informations sur la présentation de l’architecture RAID, vous pouvez consulter l’article sur le sujet dans Wikipédia. C’est un article qui n’est pas mal rédigé, quoique parfois un peu inutilement technique.

La prochaine fois on parlera des meilleurs choix de RAID pour des installations typiques (Windows Server avec Exchange et/ou SQL Server par exemple).

A plus tard !